Lovci exoplanet pročesávali dvojhvězdy. Astrometrie po 50 letech konečně úspěšná?

Palomar Testbed Interferometer, autor: Gerard T. van Belle
Palomar Testbed Interferometer, autor: Gerard T. van Belle

Astrometrie je jednou z metod hledání exoplanet. Zmínku o astrometrii naleznete snad v každém přehledu a výčtu exoplanetárního snažení. Historicky se jedná o nejstarší metodu, kterou se astronomové už před více než 50 lety snažili objevit planety u cizích hvězd. Do dnešních dní však byly všechny astrometrické exoplanetární úlovky buď zcela „zaříznuty“ nebo více než významně zpochybněny. Je exoplaneta HD 176051B b první vlaštovkou?

 



Když se řekne astrometrie, snad každému vážnějšímu zájemci o exoplanety se vybaví jméno Petera van de Kampa. Ten zasvětil podstatnou část svého života hledání exoplanet u Barnardovy hvězdy. Jeho objev dvou planetárních světů astrometrickou metodou však odborná veřejnost nikdy neuznala.

 


Doporučujeme: Nesplněný sen Petera van de Kampa (hledání exoplanet u Barnardový hvězdy)


 

Podobně se spálili i další méně vytrvalí astronomové. Zatím jako poslední vzbudili „astrometrický poprask“ v létě loňského roku dva astronomové z laboratoří JPL při NASA. Ti oznámili, že se jim podařilo astrometrickou metodou nalézt exoplanetu o hmotnosti 6,4 Jupiterů, která obíhá s periodou 271 dní okolo hvězdy VB 10. V následujících měsících si na hvězdu posvítil jiný tým, který však metodou měření radiálních rychlostí žádnou exoplanetu nenašel. VB 10 b se tak musela poroučet do neslavných vod nepotvrzených exoplanetárních kandidátů. Celou story jsme tehdy sledovali na našem webu:

Konečně úspěch?

 

Matthew W. Muterspaugh (Tennessee State University) a jeho kolegové pozorovali v letech 2002 až 2008 vybrané dvojhvězdy v rámci projektu PHASES (Palomar High-precision Astrometric Search for Exoplanet Systems). Ten je součástí interferometru PTI (Palomar Testbed Interferometer) na slavné observatoři Palomar, která se nachází na stejnojmenné hoře poblíž San Diega.

 

Tým provedl výzkum 51 dvojhvězd, přičemž 6 z nich vzbudilo jejich více než velký zájem. Pod pojmem dvojhvězda označují astronomové uskupení dvou hvězd, které obíhají okolo společného těžiště. Hmotnější z hvězd se označuje jako hlavní (primární) složka, méně hmotná jako průvodce (sekundární složka). V názvu hvězdy je hlavní složka označena písmenem A, průvodce pak písmenem B.

 

U 4 případů sice existuje podezření na výskyt exoplanety nebo hnědého trpaslíka, k úplné jistotě by však potřeboval tým další pozorování. Dva případy ale vedly zřejmě k úspěchu.

  1. HD 176051 – objevena exoplaneta
  2. HD 221673 (71 Peg) – objeven hnědý trpaslík, možnost výskytu dalších hnědých trpaslíků
  3. HD 13872 – možnost výskytu exoplanety o hmotnosti Jupiteru (nepotvrzeno)
  4. HD 202444 – možnost výskytu exoplanety o hmotnosti Jupiteru nebo hnědého trpaslíku (nepotvrzeno)
  5. HD 171779 – možnost výskytu exoplanety o hmotnosti Jupiteru nebo hnědého trpaslíku (nepotvrzeno)
  6. HD 196524 – možnost výskytu exoplanety o hmotnosti Jupiteru nebo hnědého trpaslíku (nepotvrzeno)

Okolo jedné ze složek dvojhvězdy HD 221673, která je známa spíše pod značením 71 Peg, byl patrně nalezen hnědý trpaslík o hmotnosti přibližně 35 Jupiterů, který okolo hvězdy obíhá s periodou 1 539 dní (4,2 pozemského roku). Astronomové však nevylučují existenci dalšího hnědého trpaslíka v tomto systému.

 

HD 176051

 

Nás ovšem eminentně zajímá dvojhvězda HD 176051, kterou nalezneme v souhvězdí Lyry ve vzdálenosti asi 52 světelných let. Dvojhvězdu tvoří dvě složky o hmotnosti jen 1,07 a 0,71 Slunce. Obě hvězdy obíhají okolo společného těžiště s periodou 61,4 let.

 

Objevená exoplaneta obíhá patrně okolo menší z hvězd ve vzdálenosti 1,76 ± 0,3 AU s periodou 1016 ± 40 dní (2,8 let). Hmotnost exoplanety HD 176051B b se odhaduje na 1,5 ± 0,3 Jupiteru.

 

Planetární systém byl zcela neformálně pokřtěn jménem Inrakluk. Jak tento název tým vymyslel, vám neprozradíme, ale můžeme napovědět, že jeden z členů týmu z Kalifornského technologického institutu se jmenuje S. R. Kulkarni.

 

Vědecká studie se jeví jako velmi spolehlivá, založena na kvalitních datech, avšak „omyly“ z minulosti, které astrometrickou metodu doprovází už 50 let, nás musí nutit k více než malému skepticismu.

 


Poznámka – co je to Astrometrie?

 

Astrometrie umožňuje určit polohu nebeského tělesa. Využití nachází například ve Sluneční soustavě, kde je nutné určit co nejpřesnější polohu komet, planetek i dalších objektů. Přesnou polohu ale určujeme také v případě hvězd.

 

Při pohledu na noční oblohu si můžete už během několika desítek minut povšimnout, že se všechny hvězdy po obloze pohybují. Ve skutečnosti se ale otáčí naše Země a hvězdy se zdají být přilepené a nehybné. Také proto se jim začalo říkat stálice, aby se rozlišili od objektů, jež po obloze skutečně putují (komety, planety, Měsíc,…). Opak je ale pravdou. Všechny hvězdy skutečně po obloze putují a to svým vlastním pohybem, který je ovšem velmi malý a během celého lidského života nepostřehnutelný. Díky vlastnímu pohybu hvězd se mění i vzhled souhvězdí. Povšimnout si toho ale lze v řádech desítek tisíc let. V dobách, kdy se po Zemi proházeli dinosauři, vypadala obloha nad jejich hlavami úplně jinak, než jak ji známe dnes.

 

Pokud byste pozorovali některou hvězdu dostatečně dlouho, zjistili byste, že její dráha po obloze připomíná vlnovku s periodou jednoho roku. Tato perioda souvisí s oběhem Země okolo Slunce. Vyloučíme-li tento pohyb, pak by se měla hvězda po obloze pohybovat po přímce. Pokud okolo hvězdy obíhá planeta, která ji gravitačně ovlivňuje, připomíná pohyb hvězdy opět vlnovku a periodou je v tomto případě oběžná doba planety.

 


 

Zdroj: The PHASES Differential Astrometry Data Archive. V. Candidate Substellar Companions to Binary Systems